ورقة عمل المحرّكات الحرارية والثلاجات مع الإجابات

ورقة عمل مجانية قابلة للطباعة في المحرّكات الحرارية والثلاجات: 6 مسألة من السهل إلى مستوى الامتحان، مع مفتاح الإجابات. اطبعها أو احفظها بصيغة PDF.

للمعلمين: يمكن طباعتها ونسخها واستخدامها في الصف مجانًا. كل ورقة عمل جديدة لها قيم جديدة ومفتاح إجابات خاص بها. نقدّر إضافة رابط إلى ExamProblems في صفحة مقررك.

الاسم: ____________________   التاريخ: ____________

1.سهلة
المطبخالحيّز الباردRQ̇H​Q̇L​ = 3,6 kWẆ = 0,9 kW

ثلاجة تزيل الحرارة من حيّزها البارد بمعدّل 3,6 kW بينما يستهلك ضاغطها قدرة 0,9 kW. أوجد معامل أدائها COPR.

Q̇L = 3,6 kWẆ = 0,9 kW
COPR =
2.سهلة
الخزّان الساخنالخزّان الباردEQH​ = 4800 kJQL​ = 2880 kJW

يأخذ محرّك حراري 4800 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 2880 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد كفاءته الحرارية η.

QH = 4800 kJQL = 2880 kJ
η = %
3.متوسطة
TH​ = 625 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 625 °C وخزّان بارد عند 25 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.

TH = 625 °CTL = 25 °C
ηmax = %
4.متوسطة
TH​ = 850 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 37%

محرّك حراري يستقبل الحرارة من مصدر عند 850 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 25 °C. كفاءته الحرارية الفعلية 37%. أوجد كفاءته وفق القانون الثاني ηII، وهي نسبة الكفاءة الفعلية إلى كفاءة كارنو.

TH = 850 °CTL = 25 °Cη = 37%
ηII = %
5.صعبة
TH​ = 700 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 4900 kJQL​ = 2205 kJW = 2695 kJ

محرّك حراري يأخذ 4900 kJ من الحرارة من خزّان عند 700 °C، وينتج 2695 kJ من الشغل ويطرد الباقي إلى خزّان عند 30 °C، في كل دورة. أوجد الإنتروبيا الكلية المتولّدة Sgen في كل دورة.

TH = 700 °CTL = 30 °CQH = 4900 kJW = 2695 kJ
Sgen = kJ/K
6.صعبة
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 11,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

مضخة حرارية تزوّد نظام تدفئة عند 35 °C بـ 11,5 kW من الحرارة، آخذةً الحرارة من مصدر عند -10 °C. معامل أدائها الفعلي 35% من معامل أداء كارنو بين هاتين الدرجتين. أوجد القدرة الكهربائية Ẇ التي تستهلكها.

TH = 35 °CTL = -10 °CηII = 35%Q̇H = 11,5 kW
Ẇ = kW

مفتاح الإجابات

  1. 1. COPR = 4
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. ηmax = 66,8 %
  4. 4. ηII = 50,37 %
  5. 5. Sgen = 2,238 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 4,798 kW

حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.